Техника расширения для визуализации наноструктур в клетках делает высокоразрешающую визуализацию более доступной
Исследователи MIT разработали метод, позволяющий достичь наноразрешения с помощью обычного светового микроскопа, предварительно расширяя ткань. В новой версии этой техники ткань можно расширить в 20 раз за один шаг.
Одноэтапное расширение
Техника микроскопии с расширением (expansion microscopy), изобретенная в 2015 году, обычно требовала нескольких этапов для 20-кратного расширения. Новая методика использует гель из N,N-диметилакриламида (DMAA) и акрилата натрия, который формирует сшивки спонтанно и обладает высокой механической прочностью.
Ключевая оптимизация процесса — удаление кислорода из полимерного раствора перед гелеобразованием с помощью продувки азотом. Это предотвращает побочные реакции и повышает стабильность и воспроизводимость геля. После формирования геля разрываются связи в белках ткани, и добавление воды вызывает 20-кратное расширение.
Достигаемое разрешение и применение
При 20-кратном расширении достигается разрешение около 20 нанометров на обычном световом микроскопе. Это позволяет видеть:
- Органеллы внутри клеток (митохондрии, микротрубочки).
- Кластеры белков, например, синаптические наноколонны в нейронах.
- Отдельные ядерные поровые комплексы.
Техника проста и недорога, так как использует стандартные химикаты и оборудование (конфокальные микроскопы, перчаточные боксы). Это делает наноразрешающую визуализацию доступной для обычных биологических лабораторий.
"Это демократизирует визуализацию... Вы можете видеть наноразмерные объекты без необходимости в специализированном оборудовании", — говорит Лаура Кисслинг, соавтор исследования.
"Наша надежда в том, что любая обычная биолаборатория сможет использовать этот протокол на своих существующих микроскопах", — отмечает ведущий автор Шивей Ван.